Tetto fatto male e mal isolato:caldo in mansarda

Tetto fatto male e mal isolato : Come va isolato il tetto di una mansarda abitabile.

Isolare bene il tetto di un piano mansardato è un aspetto molto importante per il benessere termoigrometrico che si può avere nell’ultimo piano di un abitazione. Un tetto fatto male e mal isolato può pregiudicare la vivibilità della mansarda.

L’isolamento del tetto è importantissimo sia per contenere le dispersioni energetiche sia per il comfort abitativo

Se non si esegue bene ci si può trovare a situazioni di molto freddo d’inverno e molto caldo d’estate.

Contrariamente a quanto si può comunemente pensare il grado di isolamento non è però l’elemento principale da tenere in considerazione il più importante fattore per il benessere termico di un piano mansardato sotto tetto è lo sfasamento termico.

Lo sfasamento è sostanzialmente la distanza in termini di ore tra il picco massimo della temperatura estena (dell’aria o di quella superficiale ed il picco massimo della temperatura della superficie interna del tetto.

• La massa del tetto determina > Lo Sfasamento (8/12 ore)
• L’isolamento del tetto determina > L’ Attenuazione o Smorzamento della temperatura e la dispersione di energia.

Sfasamento Termico ovvero il ritardo con cui il calore entra nella casa

A parità di isolamento termico quindi di resistenza termica si possono avere sfasamenti differenti e di conseguenza confort interni differenti.

Come ho detto lo sfasamento (ϕ) è la differenza di tempo espressa in ore che intercorre tra l’ora in cui si ha la massima temperatura sulla superficie esterna del tetto e l’ora in cui si ha la massima temperatura sulla superfice interna. Lo sfasamento non deve essere inferiore mai inferiore alle 8/12 ore;

Lo smorzamento termico esprime invece il rapporto tra la variazione massima di temperatura esterna ΔTe e la variazione massima di temperatura interna ΔTi rispetto alla temperatura media superficie interna.

Per avere un buon isolamento termico sono importanti i valori di conduttività termica dei materiali utilizzati, per avere un buon sfasamento termico è importante utilizzare materiali ad alta densità ( o alto peso specifico) e di buona capacità termica è infatti proprio il loro rapporto (conduttività/densità/capacità termica), che determina la diffusività termica:

a = λ/ρc (m2/s)

Il corretto equilibrio tra questi tre valori è in special modo importante nelle strutture di tamponamento particolarmente leggere come ad esempio i tetti in legno.

Il beneficio in termini di comfort termico, specie nel periodo estivo, è tanto maggiore quanto più elevati sono i valori di sfasamento e di smorzamento del flusso termico.

La capacità di sfasamento e di smorzamento dell’onda termica di una copertura tra loro combinate consentono l’ottimale protezione dalle escursioni termiche sia in estate che in inverno, garantendo così il massimo comfort abitativo del sotto tetto.

 Qual è lo sfasamento termico ottimale?

Vediamo prima di tutto ad esempio cosa impongono alcune leggi o regolamenti per evitare non solo un tetto fatto male ma anche non a norma:

Il D.Lgs 192 agg. 311 all’Allegato I comma 9 dice

9. Per tutte le categorie di edifici, così come classificati in base alla destinazione d’uso all’art. 3 del decreto del Presidente della Repubblica 26 agosto 1993, n. 412, ad eccezione delle categorie E.6 e E.8, il progettista, al fine di limitare i fabbisogni energetici per la climatizzazione estiva e di contenere la temperatura interna degli ambienti, nel caso di edifici di nuova costruzione e nel caso di ristrutturazioni di edifici esistenti di cui all’articolo 3, comma 2, lettere a), b) e c), punto 1, quest’ultimo limitatamente alle ristrutturazioni totali:

Circa il 50% delle dispersioni termiche in una casa avviene dal tetto.

a) valuta puntualmente e documenta l’efficacia dei sistemi schermanti delle superfici vetrate, esterni o interni, tali da ridurre l’apporto di calore per irraggiamento solare;

b) verifica, in tutte le zone climatiche ad esclusione della F, per le località nelle quali il valore medio mensile dell’irradianza sul piano orizzontale nel mese di massima insolazione estiva, Im,s sia maggiore o uguale a 290 W/m2, che il valore della massa superficiale Ms delle pareti opache verticali, orizzontali o inclinate, sia superiore a 230 kg/m2.

c) utilizza al meglio le condizioni ambientali esterne e le caratteristiche distributive degli spazi per favorire la ventilazione naturale dell’edificio; nel caso che il ricorso a tale ventilazione non sia efficace, può prevedere l’impiego di sistemi di ventilazione meccanica controllata (VMC)nel rispetto del comma 13, articolo 5, decreto del Presidente della Repubblica 26 agosto 1993, n. 412.

Gli effetti positivi che si ottengono con il rispetto dei valori di massa superficiale delle pareti opache previsti alla lettera b), possono essere raggiunti, in alternativa, con l’utilizzo di tecniche e materiali, anche innovativi, che permettano di contenere le oscillazioni della temperatura degli ambienti in funzione dell’andamento dell’irraggiamento solare. In tal caso deve essere prodotta una adeguata documentazione e certificazione delle tecnologie e dei materiali che ne attesti l’equivalenza con le predette disposizioni.

Esempio di sfasamento di un tetto fatto bene dal punto di vista dell’isolamento termico.

Tradotto in termini più semplici si può in sostanza dire che per impedire che il calore del sole crei all’interno dell’ambiente situazioni disagevoli, si possono fare due cose:

1. aumentare la massa per impedire che il calore penetri all’interno (vedi ad esempio vecchie case o chiese e castelli antichi ove vi è sempre fresco)
2. ottenere lo stesso risultato di molta massa ma utilizzando materiali isolanti e materiali riflettenti a bassa inerzia.

I vetri basso emissivi si comportano proprio come detto al punto 2 ovvero si cerca di diminuire il loro surriscaldamento utilizzando apposite pellicole.

La legge nazionale non impone un preciso valore dello sfasamento, ma imponendo la massa minima il risultato è analogo. Vi sono però varie Leggi Regionali che al contrario impongono direttamente un preciso valore di sfasamento che in genere è molto più restrittivo.

L’effetto della massa superficiale del tetto è quello di creare uno sfasamento tra il picco di calore esterno e picco di calore interno, l’effetto dell’isolante è invece quello di attenuare l’intensità di tale picco.

Avere il massimo della temperatura superficiale interna durante le ore notturne permettere di avere un buon controllo climatico sfruttando la ventilazione naturale, infatti, grazie alla minore temperatura dell’aria notturna esterna aprendo le finestre posso avere una ventilazione che apporta aria più fresca. Senza sfasamento termico o con uno sfasamento lieve mi troverei con all’esterno una temperatura alta che non consente aprendo le finestre di avere refrigerio.

Esempio di calcolo dello sfasamento termico di un tetto fatto bene.

Nell’esempio numerico riportato si può notare come un ottimo tetto con uno sfasamento di 11h e 37’ rispetto alla temperatura esterna massima nel giorno più caldo dell’anno a Torino, che si ha alle ore 16, la temperatura interna massima dell’intradosso del tetto si ha alle ore 4 del mattino quando siamo vicini alla temperatura minima del giorno più caldo ovvero alle 6 del mattino (19.61°C) mentre la temperatura minima sulla superficie interna del tetto si ha alle ore 18 (22,94°C).

Se la temperatura interna della parete è molto più alta della temperatura dell’aria esterna, questo provoca situazioni non accettabili per il benessere e anche per i consumi energetici, infatti per ricreare situazioni di abitabilità e confort si devono accendere i condizionatori.

Per mantenere condizioni di comfort si può ricorrere alla massa o ad una particolare forma di isolamento. Dipende dalla fonte di calore (convettivo, conduttivo, radiante)e dalla sua trasmissione. La valutazione del fenomeno è complessa e non sempre la norma tiene conto dell’evoluzione tecnica dei prodotti.

…ma qual è lo sfasamento termico ottimale:

• – Il Regolamento edilizio di Torino richiede che lo sfasamento termico sia maggiore di 9 ore calcolato in maniera dinamica secondo la norma UNI 13786.
• – Protocollo Itaca, che è un sistema di certificazione volontaria richiede un valore minimo dello sfasamento termico di almeno 8 ore ed indica come valore ottimale uno sfasamento termico di 11 ore.
• – Il Regolamento edilizio del Comune di Ferrara indica uno sfasamento minimo di 9 ore.

A livello teorico il massimo risultato di sfasamento che è possibile ottenere si ha quando si riesce, con opportune scelte di materiali e stratigrafie, a sfasare il picco massimo della temperatura superficiale interna con il minimo della temperatura esterna e questo dipende essenzialmente dalla zona climatica in cui si trova la casa.

In conclusione si può dire che se si riscontra Troppo caldo in mansarda d’estate o troppo freddo in inverno probabilmente il tetto fatto male non è stato realizzato in conformità alle normative o comunque non a regola d’arte, ma per accertarlo occorre fare opportuni calcoli di verifica.